就一個(gè)給定的 LED 電流而言，正向電壓會(huì)隨著過(guò)程和溫度的不同而不同。這就是說(shuō)從電池功率到光輸出的轉(zhuǎn)換效率會(huì)發(fā)生變化而亮度卻依然保持不變，這是因?yàn)榱炼戎蝗Q于電流。

　　因此，效率并不是評(píng)估功耗的一個(gè)充分的參數(shù)指數(shù) (figure of merit)。我們必須要考慮的是電池電流與 LED 亮度的關(guān)系，即 LED 電流。就一個(gè)給定的 LED 亮度而言，輸出功率才是電池輸出能量多少的真正標(biāo)尺。

　　向電池施加一個(gè)大負(fù)載時(shí)，開(kāi)路電池電壓就會(huì)被壓降扭曲，該壓降是由于電池組內(nèi)部阻抗引起的。電池阻抗很大程度上取決于下列參數(shù)：

　　內(nèi)部電池阻抗。嶄新的鋰離子電池的阻抗為 c.a. 50~70mW。各個(gè)電池的阻抗是不盡相同的，根據(jù)生產(chǎn)批次的不同阻抗變化大約為 15%。

　　松弛效應(yīng)。應(yīng)用/去除脈沖負(fù)載后電池壓始終在不停地變化。

　　溫度。電池阻抗與溫度有著密切的關(guān)系，溫度每下降 10°C 阻抗就會(huì)增加 50%。

　　充電狀態(tài)。內(nèi)部阻抗取決于充電狀態(tài) (SoC)，并在放電結(jié)束時(shí)內(nèi)部阻抗增加。

　　保護(hù)電路。鋰離子電池組具有與電池串聯(lián)的背對(duì)背保護(hù) MOSFET，其電阻范圍為 c.a. 50~70mW。

　　連接器。通常電池組通過(guò)一對(duì)彈簧連接器(每個(gè)連接器都有 25mW 的 DC 電阻)與系統(tǒng)相連接。

　　從電氣角度來(lái)說(shuō)，電池通常只是一個(gè)電壓源，或者是一個(gè)與代表電池內(nèi)部阻抗的電阻器串聯(lián)的電壓源。為了正確表述電池瞬態(tài)行為，我們應(yīng)該使用一個(gè)等效電路，而非只是電阻。.

　　當(dāng)電池完成充電或放電后，其開(kāi)路電壓就會(huì)發(fā)生變化。因此，從電氣角度來(lái)看其可以被看作是一個(gè)具有可變電容值 (CO) 的電容器。

　　圖 6 中，RA 和 RC 為相應(yīng)陰極和陽(yáng)極的總擴(kuò)散、傳導(dǎo)和電荷轉(zhuǎn)移電阻。CA 和 CC 為表面電容。RSER 為包括電解物、電流集電器以及金屬絲電阻在內(nèi)的串聯(lián)電阻。

　　每個(gè)級(jí)都與其時(shí)間常數(shù)相關(guān)聯(lián)，這會(huì)導(dǎo)致復(fù)雜的電氣行為。

圖 6 電池等效電路

圖 7 900mAh、鋰離子電池瞬態(tài)響應(yīng)與 SOC 和溫度的關(guān)系

　　如圖 7 所示，雖然電池電壓對(duì)電流階躍的響應(yīng)被延遲了，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，其開(kāi)始接近具有一個(gè)串聯(lián)電阻器的電容行為。電流終止以后，電池電壓不會(huì)立即返回到無(wú)電流狀態(tài)。相反，其會(huì)慢慢增加直到最后其達(dá)到等效電容器電壓電平為止，這就是開(kāi)路電壓。

　　即使是在電池容量不足的情況下，高內(nèi)部阻抗兩端的壓降也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)達(dá)到其截止電壓以及“低電池電量”指示器觸發(fā)。結(jié)果，移動(dòng)設(shè)備復(fù)位和/或停止工作。計(jì)算相機(jī)引擎截止電壓和最大 LED 閃光電流電平時(shí)，我們應(yīng)充分考慮這一因素。

　　在基于 TDMA 的系統(tǒng)中(如 GSM/GPRS 手機(jī))，RF 功率放大器 (PA) 也可從電池拉出高峰值電流。TPS61050 器件集成了一個(gè)通用 I/O 引腳 (GPIO)，該引腳既可以被配置為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的邏輯輸入/輸出，也可以被配置為一個(gè)快閃掩碼輸入 (flash masking input) (Tx-MASK)。

　　這一消隱功能將 LED 從相機(jī)閃光變?yōu)榱耸蛛娡补猓蚨鴰缀跛矔r(shí)降低了電池的峰值電流負(fù)載。該系統(tǒng)級(jí)特性通過(guò)避免兩個(gè)高功率負(fù)載(PA 和快閃 LED)同時(shí)開(kāi)啟阻止了手機(jī)關(guān)機(jī)。